31/10/2021

S'acaba d'observar una monstruosa erupció solar seguida d'un tsunami a la superfície del Sol


Clic per engrandir. La erupció de classe X1.0 és clarament visible en aquesta imatge del Sol
presa el 28 d'Octubre de 2021 per SDO. Crèdit: NASA GSFC.

Feia molt de temps que no veiem una erupció solar tan bonica i espectacular. La matèria expulsada amb fúria per la nostra estrella es dirigeix ara cap a la Terra i al seu camp magnètic, al que hauria de fer pessigolles avui.

El dijous 28 d'octubre, la regió activa AR 2887 va produir una potent erupció a les 3:35 p.m. UT, o 5:35 p.m. hora nostra. La seva intensitat es va classificar X-1, el que el va convertir en un esdeveniment important (X és la categoria per sobre de les erupcions de classe B, C i M), ja que feia temps que no s'havia vist a la superfície del Sol, però no el més alt de la escala utilitzada pels astrònoms (X-2 és 10 vegades més potent, etc.).


Imatges preses per la sonda SDO del tsunami (o ona Moreton) consecutives a la erupció solar
de classe X1. Crèdit: Nasa, SDO 

La erupció solar del 28 d'octubre, coneguda com Halloween, va desencadenar immediatament un tsunami en una part de la nostra Estrella de cara a la Terra. L'ona de plasma ha escombrat més de 100.000 quilòmetres, informa el lloc Spaceweather, a una velocitat de 700 km/s! Això és el que s'anomena "ona de Moreton", recorda la dada meteorològica espacial, en referència a l'astrofísica Gail Moreton que va ser la primera en observar-ne una l'any 1959.

Clic per engrandir. I aquí l'espectacular ejecció de massa coronal del 28 d'octubre
("Tempesta de Halloween 2021") vista pel coronògraf exterior de SOHO/LASCO.
Crèdit: @MissionSoho, Twitter.

Llums polars per Halloween!

La matèria expulsada poderosament per la regió activa AR 2887, que apareix com un gran arxipèlag de taques fosques al visible, a la fotosfera, està actualment travessant l'espai interplanetari a una velocitat estimada de 1.260 km/s. Aquesta és una bona notícia pels amants de les aurores, i per descomptat, dels fotògrafs que les cacen, perquè l'impacte de la CME (Coronal Mass Ejection-Ejecció de masa coronal) a la magnetosfera, seguit de la interacció de les partícules solars amb les de l'atmosfera superior, haurien de ser visible en sumptuosos balls d'alba a partir d'aquest dissabte 30 d'octubre, després que el plasma hagi recorregut els 150 milions de quilòmetres que ens separen. Els habitants i viatgers situats a les latituds més altes seran, com sempre, els més ben situats per aprofitar-lo, però els especialistes no exclouen que l'espectacle es pugui allargar fins i tot en els seus marges fins als 50° de latitud, és a dir l'alçada del nord de França.

Clic per engrandir. En aquesta imatge del Sol emmascarat pel corògraf Lasco C2 al SOHO,
podem admirar el desplegament de la CME, o massa coronal. La seva intensitat va fer crepitar
la càmera del venerable satèl·lit (gairebé 26 anys a l'espai!). Crèdit: NASA, ESA, Soho.

Aquest esclat d'activitat no és una sorpresa, perquè el nostre Sol, que "obeeix" a un cicle d'11 anys de mitjana, es troba actualment en una fase creixent donant lloc a una multiplicació de taques fosques a la seva superfície, i per tant de regions actives. Durant les últimes setmanes s'han registrat esdeveniments de classe C i M. Pel que fa a la regió activa 2887, continua evolucionant a la cara del Sol orientada a la Terra i els investigadors esperen que produeixi una erupció de classe M (per tant, menys de X) en les properes 24 hores (estimen un 60% de possibilitats).

Clic per engrandir. La regió activa AR 2887 fotografiada per SDO entre el 25 i el 26 d'octubre
de 2021. Crèdit: NASA, GSFC, SDO.


Ho he vist aquí.

30/10/2021

Què és aquesta gran cavitat descoberta a la Via Làctia?

Clic per engrandir. Els astrònoms de la Universitat de Harvard han descobert que dos núvols
moleculars coneguts pels investigadors, el núvol de Perseu (en vermell) i el núvol de Taure
(en blau) es troben a la superfície d'una cavitat, una mena de forat obert a la matèria.
Suficient per aportar una nova llum sobre el procés de formació estel·lar. Crèdit: Jasen Lux
Chambers, Centre d'Astrofísica de la Universitat de Harvard.

Per entendre com es formen les estrelles, és imprescindible que els astrònoms entenguin primer com els núvols moleculars que col·lapsen per crear-los es formen a partir d'un medi interestel·lar difús. Per a això, ara compten amb el progrés en instrumentació. Els que ofereix la missió Gaia de l'ESA, l'Agència Espacial Europea, per exemple. El seu objectiu: mesurar les distàncies de més de mil milions d'estrelles a la nostra Via Làctia. I gràcies a les mesures realitzades al llarg de la trajectòria de la Terra en la seva òrbita, per fer una imatge tridimensional de la nostra galàxia. Tot amb una precisió increïble de 20 microsegons d'arc. Aquest és l'angle que formaria el diàmetre d'una moneda d'un euro si la veiéssim a uns 100.000 quilòmetres de distància!

És gràcies a aquesta precisió que els astrònoms de la Universitat de Harvard (Estats Units) acaben de descobrir un gegantí espai buit. Una cavitat. Un forat obert de matèria que abasta gairebé 500 anys llum. Estaven estudiant les formes i mides dels núvols moleculars més propers a nosaltres. La que està a la constel·lació de Perseu i la que està a la constel·lació de Taure, en aquest cas. Regions on es formen moltes estrelles.

Clic per engrandir. Els núvols de Taure i Perseu situats a la nostra Via Làctia. Crèdit: Alyssa
Goodman, Centre d'Astrofísica de la Universitat de Harvard

En la nostra visió bidimensional de l'espai, aquests dos núvols moleculars semblen gairebé tocar-se. No obstant això, el mapatge tridimensional establert pels astrònoms mostra que en realitat semblen formar la closca d'espai buit que suggereixen els investigadors. "S'estan formant o ja existeixen centenars d'estrelles a la superfície d'aquesta bombolla", va dir Shmuel Bialey astrofísic, en un comunicat de la Universitat de Harvard.

Quan la teoria es troba amb l'observació

Aquest forat a la matèria es podria haver creat per l'explosió d'una estrella de supernova -o una sèrie de supernoves- fa deu milions d'anys. El xoc hauria empès la pols i els gasos cap a fora. Així, els núvols de Perseu i Taure no serien estranys entre ells. Ells serien el que queda d'aquesta colossal explosió. Per tant, s'haurien format junts, a partir de la mateixa ona de xoc.


Clic per engrandir. Un filament de gas i pols esquitxat d'estrelles embarassades pertanyents al núvol
molecular de Taure. Crèdit: ESO, Apex (MPIfR / ESO / OSO), A. Hacar et al., Digitized Sky Survey 2.

Altres núvols moleculars, regions en què els gasos són més densos que en el medi interestel·lar difús, també apareixen als mapes extrets de les dades de la missió Gaia. Tots estan com si es dipositessin a la superfície de la famosa cavitat. Una pista de com la mort d'una estrella pot conduir a la formació de moltes estrelles noves.

"Hi ha moltes teories diferents sobre com es reorganitza el gas per formar estrelles", explica Catherine Zucker, astrònoma. Els investigadors ja han provat aquestes idees teòriques mitjançant simulacions, però aquesta és la primera vegada que podem utilitzar vistes 3D reals, no simulades, per comparar la teoria amb l'observació i avaluar les teories que funcionen millor".  


Ho he vist aquí.

29/10/2021

Un nou exoplaneta nadó fotografiat a més de 400 anys llum de distància

El planeta és tan jove que és probable que la superfície estigui encara tan calenta com la lava. 

Imatge directa captada pel telescopi Subaru del recent descobert exoplaneta 2M0437b, un
gegant gasós que gira al voltant d'una estrella situada a 417 anys llum de la Terra. L'estrella
amfitriona, extremadament brillant, ha estat eliminada majoritàriament mitjançant tècniques de
processament d'imatges; els quatre "raigs" estan produïts per l'òptica del telescopi. Crèdit
de la imatge: Subaru Telescope

Una nova i sorprenent imatge mostra un dels mons extraterrestres més joves trobats fins ara, donant als científics més pistes sobre com es formen els planetes.  

L'exoplaneta recent descobert, conegut com a 2M0437b, té unes quantes vegades la mida de Júpiter i orbita al voltant d'una estrella situada a 417 anys llum de la Terra. Amb només uns quants milions d'anys, és molt més jove que els planetes del nostre sistema solar, que es va formar fa uns 4.500 milions d'anys. De fet, 2M0437b és tan jove que probablement estigui tan calent com la lava, gràcies a l'energia alliberada durant la formació, van assenyalar els investigadors.

Els científics van descobrir 2M0437b utilitzant el telescopi Subaru, que va captar una impressionant imatge del planeta brillant en la llum reflectida de la seva estrella. El Subaru, de 8,2 metres d'amplada, és al cim del volcà Mauna.

"Aquest descobriment serendípic se suma a una llista d'elit de planetes que podem observar directament amb els nostres telescopis", va dir Eric Gaidos, autor principal d'un nou estudi que anuncia el descobriment del planeta, en un comunicat emès per l'Observatori W.M. Keck, que també és a Mauna kea. 

"Analitzant la llum d'aquest planeta", va dir Gaidos, professor del departament de Ciències de la Terra de la Universitat de Hawaii Mānoa, "podrem dir alguna cosa sobre la seva composició, i potser on i com es va formar en un disc de gas i pols desaparegut fa molt de temps al voltant de la seva estrella amfitriona”.

Com va assenyalar Gaidos, 2M0437b és especial perquè està prou a prop com per ser observat directament, a diferència d'altres mons que són visibles només indirectament, per exemple, a través de les estrebades orbitals gravitacionals induïdes a les seves estrelles mare. 

El planeta va ser vist per primer cop el 2018 utilitzant el telescopi Subaru, per l'investigador visitant de l'Institut d'Astronomia de la Universitat de Hawaii, Teruyuki Hirano, que és coautor.

 Clic per engrandir. El telescopi Subaru amb el seu mirall de 8,2 metres. Crèdit:Subaru Telescope

La càmera d'infraroig proper de l'Observatori Keck, treballant amb el sistema d'òptica adaptativa Keck II que compensa les turbulències atmosfèriques, va confirmar posteriorment que el planeta orbita efectivament al voltant de l'estrella mare, a una distància actual d'unes 100 unitats astronòmiques. (Una unitat astronòmica és la distància mitjana entre la Terra i el Sol, uns 93 milions de milles o 150 milions de quilòmetres).  

S'han necessitat tres anys per confirmar les observacions de Subaru, ja que l'estrella mare es mou molt lentament al cel de la Terra, va assenyalar l'equip de recerca. 

És possible que observatoris espacials com el proper telescopi espacial James Webb de la NASA, el  llançament del qual està previst per al 18 de desembre, puguin obtenir més informació sobre 2M0437b, com els gasos de la seva atmosfera i la possibilitat d'un disc circumdant que podria estar format per cristalls, va afegir l'equip.

El nou estudi ha estat acceptat per a la seva publicació a Monthly Notices de la Royal Astronomical Society i està disponible en format de preimpressió a arXiv.org.

 

Ho he vist aquí.

28/10/2021

El telescopi Askap ha descobert una nova classe d'objectes astrofísics?

Clic per engrandir- Un complex de 36 antenes que pertanyen al radio interferòmetre ASKAP a
Csiro, Austràlia. Crèdit: Askap, Csiro.

Les imatges de ràdio australiana sembla que van recollir una emissió intermitent molt peculiar. Fins al punt que actualment, cap model astrofísic ha aconseguit resoldre la seva font de ràdio. La comunitat d'astrònoms inquieta no exclou el rastre d'una nova categoria d'objectes estel·lars.

El radiotelescopi d'Arecibo (Puerto Rico). S'havia posat en funcionament l'any 1963. I
el novembre de 2020, la National Science Foundation (NSF) va anunciar la seva
necessària demolició després de repetits trencaments en els cables de suport. El final
d'una bonica història per a aquest instrument incorpora, entre d'altres coses, a la seva
llista de premis la primera imatge d'un asteroide i un missatge de ràdio enviat a una
possible civilització extraterrestre.

L'equip de Ziteng Wang va publicar el 12 d'octubre de 2021 a  The Astrophysical Journal, el fruit d'una investigació pacient i perseverant que li ha valgut la cobertura sense reserves dels mitjans internacionals. La notorietat d'aquests resultats és de fet proporcional al grau de confusió de la comunitat científica davant el descobriment detectat.

Askap J173608.2-321635 porta els astrofísics als seus límits

Amb contribucions dels astrònoms de l'Organització de Recerca Científica i Industrial de la  Commonwealth  (Csiro), els autors de l'article comparteixen la seva il·lusió per l'enigmàtica detecció sorpresa per part del radiotelescopi Askap, conegut com J173608.2-321635, a causa de les seves coordenades en el cel. La descriuen com una font compacta, de naturalesa variable a la ràdio i situada no gaire lluny del centre galàctic (situada a uns 4º i estimada a 32.000 anys llum de la Terra). "Vam examinar el cel amb Askap per trobar nous objectes inusuals com a part del projecte Variables i transitoris lents. (VAST), del 2020 al 2021”, va contextualitzar Tara Murphy, una de les coautores de la publicació. No obstant això, els investigadors no esperaven trobar aquest fenomen a les dades: "Aquest objecte era únic, en el sentit que va començar com a invisible, després es va tornar lluminós abans d'extingir-se i finalment reaparèixer. Aquest comportament és senzillament extraordinari”.

Clic per engrandir. Les imatges de la primera línia mostren la detecció per part d'Askap del
senyal J173608.2−321635, a la freqüència 888 MHz (veure marc b), i les de la segona línia
revelen una detecció similar a 1,29 GHz gràcies a MeerKAT (veure marc e). Les escales de
color són les mateixes per a totes aquestes imatges i corresponen a la densitat de flux emesa
per la font desconeguda. Crèdit: Wang et  al.,  2021. Infografia en català: Sci-Bit.

Com que el senyal sembla intermitent en vista de la freqüència d'aparició -tretze vegades entre abril de 2019 i agost de 2020- es va fer un seguiment cada dues o quatre setmanes en paral·lel amb l'instrument de l'Observatori Sarao MeerKAT (Sud-àfrica), més sensible que el mateix Askap (sigles d'Australian Square Kilometer Array Pathfinder - Pathfinder de Matriu de Kilómetres Cuadrats Australià). Per a alleujament dels equips, les ones de ràdio es van tornar a enregistrar a 1,29 GHz, al nivell d'aquesta presumpta font resultant del pla de la Via Làctia, però amb algunes diferències notables: “ El 7 de febrer de 2021, la font va desaparèixer en un sol dia, mentre que havia durat setmanes durant les nostres observacions anteriors amb Askap" va comentar el supervisor Ziteng Wang. Un fet encara més inquietant que el seu ritme es refereix a la seva detectabilitat en altres longituds d'ona. No es va observar cap contrapartida electromagnètica en els raigs X, ni en l'infraroig proper, en el mateix període. A més, els arxius radiofònics entre 1998 i 2020 no cobreixen a  priori J173608.2-321635 (segons les campanyes d'observació NVSS, MGPS-2, Gleam, TGSS, Vlass, VLA i Atca).

Askap està a la recerca de fonts transitòries i variables a la Via Làctia

Donada la seva alta densitat estel·lar i la seva taxa de formació d'estrelles, el centre galàctic està demostrant ser una zona prometedora per a la recerca de fenòmens variables (púlsars, cefeides, trànsits d' exoplanetes, efectes de lents gravitacionals o plasma) i transitoris (fonts d'esclats gamma ràpides de ràdio, supernoves, Kilonoves, protuberàncies, etc ). Amb el progrés considerable de la radioastronomia, l'estudi d'objectes variables o transitoris sota el prisma de les ones de ràdio ajudarà sens dubte a revelar els secrets ben guardats per l'Univers.

 Clic per engrandir. El Telescopi Askap de l'agència australiana Csiro. Crèdit: Askap, Csiro

El telescopi Askap consta d'una sèrie de trenta-sis antenes de ràdio parabòliques, cadascuna de dotze metres de diàmetre, que treballen juntes per radiointerferometria, equivalent a un telescopi amb una superfície de recollida d'uns 4.000 m2. Situat a l'Observatori d'Astronomia de Ràdio Murchison (Austràlia Occidental), l'instrument ha estat coordinat des de l'octubre de 2012 per l'agència del govern australià Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (Csiro). Gràcies a l'adquisició d'una velocitat de lectura extremadament alta, Askap és ara un dels millors instruments del món per cartografiar el cel, en un ampli camp de visió, a longituds d'ona de ràdio. 

Intents infructuosos d'identificar l'estrella com la font d'aquests senyals de ràdio atípics

Després de nombroses anàlisis per intentar desentranyar la naturalesa d'Askap J173608.2-321635, va sorgir que la majoria dels orígens astrofísics coneguts i probables estaven descartats. En efecte, cadascuna de les interpretacions del tipus d'estrella variable de massa baixa, estrella de neutrons, púlsar o X binari condueix a una contradicció inequívoca pel que fa a les característiques dels senyals detectats i els esperats per a aquests objectes celestes. No obstant això, queden algunes possibilitats rares, inclòs el magnetar de llarg període.

"La informació que tenim té algunes similituds amb una altra categoria emergent d'objectes misteriosos coneguts com Transients de ràdio del Centre Galàctic (GCRT)", va dir el professor David Kaplan de la Universitat de Wisconsin-Milwaukee en un comunicat de premsa. "Tot i que el nostre nou objecte comparteix certes propietats amb els GCRT, també hi ha diferències, tant més perquè aquestes fonts són mal enteses de moment. Per tant, confirmar un GCRT seria més que desentranyar el gros misteri que envolta aquestes emissions de ràdio".

Clic per engrandir. Representació artística de la detecció de Askap J173608.2-321635.
Crèdit: Sebastian Zentilomo

Per tant, per tal de limitar millor la detecció intrigant d'Askap i resoldre el seu escenari, caldrà una vigilància radiofònica contínua, acompanyada de cerques de polsos a freqüències més altes i observacions de diverses longituds d'ona. Entre altres coses, decidir amb més certesa si J173608.2-321635 és únic o més aviat relacionat amb el pla galàctic hauria d'ajudar en última instància a rastrejar-ne la naturalesa. Finalment, atès que cap de les discussions tractades a la publicació científica va permetre explicar de manera satisfactòria i sobretot completament el procés objecte d'estudi, no es pot descartar que estem davant d'una nova classe d'objectes astrofísics.

Podrem saber més sobre això gràcies a les tecnologies a punt d'entrar en funcionament: “Durant la propera dècada, el radiotelescopi transcontinental SKA (Square Kilometer Array) es posarà en servei. Serà capaç de fer mapes del cel amb una resolució increïble cada dia. Creiem que la potència d'aquest telescopi ens ajudarà a resoldre misteris com aquest darrer descobriment, però també obrirà grans franges de l'Univers per a l'exploració en l'espectre de ràdio ", va concloure la professora Tara Murphy.



Ho he vist aquí.

27/10/2021

Gabinet de curiositats: 16 L'exòtica dentadura d'en George Washington

En aquest nou capítol del  Gabinet de Curiositats, farem una ullada a les dentadures. Sí, sí, dentadures. Un objecte aparentment poc interessant, potser fins i tot repulsiu, però que està a punt de revelar moltes històries fascinants sobre el seu portador: el famós president dels Estats Units, George Washington. Preparats?, doncs comencem!

Clic per engrandir. George Washington portava pròtesis fetes de tot tipus de materials.
Crèdit: Mount Vernon, Wikimeedia Commons, Emma Hollen.

Els armaris de curiositat són fabulosos, ja que són capaços d'extreure històries convincents dels objectes aparentment més mundans. No és diferent per a l'artefacte del qual parlarem avui: les dentadures. No una pròtesis qualsevol, és clar: la de George Washington, el primer president dels Estats Units. Una pròtesi tan sorprenent que s'estan explicant tota mena de mites que ens posarem a disseccionar.

Dents de fusta dius?

És una veritat universalment reconeguda que un personatge famós sempre veurà circular cap a ell algunes mitges veritats i llegendes urbanes fruit de malentesos o de la fèrtil imaginació de les multituds. En el cas de George Washington, un mite en particular és de pell dura: aquell segons el qual l'home estava engalanat amb dents de fusta per amagar la seva "edentició" (terme òbviament absent de tots els diccionaris de referència, però que m'autoritzo -per l'autor- reprendre després d'haver-lo creuat en diversos informes especialitzats).

Tot i que és temptador imaginar-se a aquest polític amb el vestit de vellut i els cabells empolsats presentant el seu somriure més bonic que el del pi, em sap greu dir-vos que aquesta història està fabricada des de zero. La bona notícia, però, és que la realitat és encara més fascinant i ens parla molt de l'home, del seu temps i de la pràctica d'una ciència que tot just començava a ser reconeguda: l'odontologia.

Si el punt feble d'Aquil·les era el seu taló, el de George Washington eren les seves dents. Al 1756, als 24 anys, quan encara era només un comandant ardent amb ganes de lluitar contra els francesos, un tal doctor Watson li va extreure la primera dent. Ràpidament la segueixen 30 més, tot en mal estat per poder allargar decentment la seva estada a la boca del jove. Mentre Washington llavors va culpar el seu mal costum d'obrir les anous amb els raigons, els científics ara creuen que el culpable darrer de la seva més que inestable salut dental era una droga: la calomelana (clorur de Mercuri) que feia servir per tractar-se de la verola que va contraure el 1751.

Clic per engrandir. La Calomelana podria ser la causa de l'estat deplorable de les dents
de George Washington. Crèdit: Col·lecció Wellcome

Els dentistes comencen a sorgir

Si hagués nascut mig segle o fins i tot unes dècades abans, el polític probablement s'hauria vist obligat a prestar un jurament amb l'única dent que li quedava quan va ser elegit. Però una sèrie de decrets publicats a finals del segle XVII revolucionaran l'exercici de la medicina a França i al món, sobretot en proclamar la creació d'un cos de cirurgians. No més tiradors de dents-barbers-cirurgians-enquadernadors! Va aparèixer un màster expert en dentició i ben aviat els primers odontòlegs van establir la seva consulta a les ciutats o van marxar per les carreteres rurals per cobrir les considerables necessitats de la població.

A mitjans de la dècada de 1760, el metge anglès John Baker es va convertir en el primer dentista que va posar un peu a terra nord-americana. Allà va tenir un èxit fenomenal, tractant prop de 2.000 pacients a la ciutat de Boston, que aleshores només tenia 15.520 habitants, entre les quals 2.069 famílies. Va continuar les seves consultes com a especialista itinerant, al llarg de la costa est fins a Virgínia, i el 1772
va conèixer George Washington a Williamsburg. No calia disimular. L'estat de les dents del seu pacient no era un bon auguri per a la qualitat del seu somriure durant els propers anys. Però si no es poden salvar, potser es poden substituir...

Dents, dentadures i ivori

Hi ha una distinció crucial entre l'extractor de dents i el dentista. Mentre que el primer es conforma amb eliminar allò que ja no es pot salvar, el segon té la funció d'ensenyar les normes d'higiene i practicar les petites operacions que permeten preservar el patrimoni dental dels seus pacients. Un altre recurs consisteix a fer pròtesis cada cop més sofisticades per substituir el caní o l'incisiu perdut, i fins i tot dentadures completes d'ivori, que van experimentar un notable auge durant el segle XVIII. La família Greenwood s'ha convertit en experts en la matèria des que el pare i torner d'ivori Isaac es va entrenar amb John Baker, el mateix del qual parlàvem ara. Va ser el seu fill, John Greenwood, qui va fer la primera dentadura de Washington l'any 1789. Va ser dissenyada per adaptar-se a la dent restant del nou president elegit.

Clic per engrandir. Aquesta dentadura produïda per Greenwood per a George Washington
s'insereix a l'única dent que li quedava, a nivell de la mandíbula inferior. Crèdit: Mount Vernon

Quan l'últim petit resistent ja no es manté al seu lloc, Greenwood es veu obligat a recórrer a un altre tipus d'aparell per ocultar la manca de dents del seu pacient. La base de plom està articulada per una molla metàl·lica que permet pressionar la dentadura contra la mandíbula de l'usuari i evitar que caigui. Una solució potser pràctica abans de l'arribada dels gels fixadors però sens dubte no de la màxima comoditat per al seu propietari. Les dents artificials estan perforades i roscades sobre un filferro de llautó que les connecta a l'estructura; però el més sorprenent, és l'origen del material que els constitueix. Per exemple, prenem les úniques dentadures completes que ens queden de Washington, probablement fetes pel mateix Greenwood. Es compon de dents humanes i dents artificials tallades d'ivori i incisius de vaca i cavall!.

Aquesta no és ni tan sols la mes exòtica de les barrejes que és probable que es trobi en aquell moment. De fet, els especialistes no dubten a recomanar l'ús de dents de vedells, bous, cadàvers humans i hipopòtams, o fins i tot ullals d'elefant o de morsa. Una altra mandíbula inferior feta per Greenwood per a Washington també seguirà aquests consells utilitzant dents d'hipopòtam, més denses que l'ivori d'altres
animals, i per tant més resistents al groc i al deteriorament... però també més pesades. Aquests, per tant, estan muntats sobre una base daurada, tenint el mèrit de ser lleugers i fàcils de modelar. Finalment, alguns historiadors suggereixen que les dents dels esclaus podrien haver estat utilitzades en la confecció d'una o més de les dentadures d'un que, al cap i a la fi, era el propietari d'una granja on treballaven centenars d'africans. Tanmateix, l'evidència segueix sent tènue i no ens permet dir-ho amb certesa.

Clic per engrandir. Pròtesis dentals dissenyades per Greenwood per a George Washington d'ivori
d'hipopòtam. CrèdiT: Museu Nacional d'Odontologia.
 

President, i totes les seves dents

Al llarg del seu mandat, aquesta sèrie de dentadures va servir per a dos propòsits per a Washington. Primer, tornar la veu al president. Tenim tendència a oblidar-ho, però les dents són actors essencials de la parla, sense els quals un discurs es pot convertir ràpidament en una sopa de paraules indistintes. Amb el seu muntatge de dents de vaca, cavall i ivori, el polític pot liderar una campanya triomfal, encara que mai recupera realment la seva articulació d'abans. L'home segueix sent famós pels seus discursos concisos i el seu temperament taciturn, tots dos probablement relacionats amb les seves dificultats de pronunciació.

D'altra banda, en el seu dia, un somriure sense dents o danyat (tot i que era una afecció freqüent) era considerat un signe d'una personalitat corrupta. Preocupat per la seva imatge, Washington espera doncs, gràcies a les fabricacions de Greenwood, oferir als seus conciutadans un somriure que inspiri confiança i respecte. Per només una de les seves dentadures, hauria gastat una mitjana de 60 dòlars, o 1.861 dòlars
avui . Una suma ordenada que diu molt de la voluntat del president d'amagar la boca nua.

Un calvari per a Washington

Acabem amb una anècdota que ens servirà per demostrar que, malgrat els bons i lleials serveis prestats per aquestes pròtesis, també van ser una forma de maledicció per al polític. Com dèiem, aquests dispositius poden ser molt dolorosos de portar. També van distorsionar els trets del president, com ho demostra el prominent llavi inferior representat en els seus retrats i en els bitllets que porten la seva imatge. Per coronar-ho tot, només complien lamentablement la funció que s'atribueix habitualment a les dents: mastegar. De fet, els experts simplement van recomanar treure aquests bastidors artificials per menjar, ja que els molls fan que la masticació sigui complicada, i de vegades fins i tot perillosa. Un moviment mandíbula massa vigorosa, i les dentadures s'arriscaven a ser expulsades per acabar el seu recorregut de cara al convidat de davant.

Clic per engrandir. Suposem per la posició de la mandíbula inferior que les dentadures de
George Washington no eren gaire còmodes. Crèdit: Wikimedia Commons  

Així, tot i que els portava durant els àpats oficials (per a consternació del seu dentista que va assenyalar que el vi deixava lletges taques negres a l'ivori), Washington es va conformar generalment amb seure davant del seu plat, amb semblant molest. El senador de Pennsilvània William Maclay remarca quant, durant els àpats: "El president va deixar brillar en el seu rostre un decidit aire de malenconia [...] A cada interval durant el qual menjàvem o beviem, jugava amb una forquilla o un ganivet contra la taula, com una baqueta".

Encara hi hauria moltes altres anècdotes per explicar sobre les dentadures de George Washington, algunes més fantàstiques que altres. Sigui com sigui, esperem que aquestes poques històries us hagin convençut que el més trivial dels objectes sempre té secrets per comptar, i també mereix el seu lloc a les prestatgeries del nostre Gabinet de Curiositats.

Clic per engrandir. Ens retrobem ben aviat amb un nou capítol del Gabinet de Curiositats.
Crèdit: nosorogua, Adobe Stock, Futura.

Veure:

Anterior:15 El betzoar, un antídot màgic a l’estómac de les cabres

Següent: 17 Larves de tricòpters vestides d'or

Ho he vist aquí.

26/10/2021

El despertar de la força en una estrella recent nascuda

Clic per engrandir. Crèdit: NASA/ESA

Aquest sabre de llum celestial no es troba en una galàxia molt, molt llunyana, sinó dins la nostra galàxia, la Via Làctia. És dins d'un turbulent terreny de naixement de noves estrelles conegut com el complex de núvols moleculars Orió B, situat a 1.350 anys llum. 

Aquesta imatge del Hubble, va ser considerada el 25 d'Octubre del 2021 per la NASA com la seva imatge del dia.


Ho he vist aquí.

25/10/2021

L'activitat "volcànica" d'un forat negre supermassiu amb un detall sense precedents

Clic per engrandir. Imatges en fals color que mostren les estructures produïdes per un forat
negre supermassiu actiu al centre del sistema Nest200047 vist en el visible. L’activitat d’aquest
forat negre afecta de manera crucial l’evolució de la galàxia i l’entorn intergalàctic que l’acull.
Crèdit: Universitat de Bolonya

Un equip internacional d’astrofísics va observar per primera vegada a l’entorn intergalàctic l’evolució del plasma calent a partir de les erupcions d’un forat negre supermassiu actiu. Hi van poder veure estructures, que recorden fortament les volutes i les plomes de fum i cendra produïdes per les erupcions volcàniques, amb detalls inèdits i en una escala temporal de l’ordre de cent milions d’anys.

El 1963, quan Maarten Schmidt, un astrònom holandès, va realitzar l’anàlisi espectral d’una estrella, l’equivalent visible d’una potent font de ràdio anomenada 3C 273, estava lluny de sospitar del que realment s’amagava darrere d’aquesta estrella que marcava el descobriment de quasi estel·lars fonts de ràdio, quàsars segons el nom proposat el 1964 per l’astrofísic xinès Hong-Yee Chiu

3C 273 semblava una estrella, però es trobava a més de 2.400 milions d’anys llum de la Via Làctia, el que significa que per poder ser observable a una distància tan cosmològica, havia de tenir una lluminositat absolutament prodigiosa, superior a 5 milions de milions de vegades la del Sol, o presentat d’una altra manera, equivalia a 1.000 vegades els centenars de milers de milions d’estrelles de la nostra Via Làctia.

Ara sabem que aquests quàsars són exemples del que s’anomena nuclis actius de galàxies (nuclis actius galàctics o AGN en anglès) i tenim tota la raó per creure que la seva prodigiosa energia prové de l’acreció de matèria fent girar forats negres supermassius de Kerr, possiblement conté milers de milions de masses solars com M87*, recentment capturades  per membres de la col·laboració de l'Event Horizon Telescope.


En aquest extracte de la plataforma TV-Web-cinema "Du Big Bang au Vivant", que cobreix
descobriments en el camp de l'astrofísica i la cosmologia, Jean-Pierre Luminet ens parla dels
quàsars. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Jean-Pierre Luminet.

Totes les observacions fetes fins ara donen suport cada cop més a la idea que els forats negres existeixen, però cal tenir en compte que encara falta la prova definitiva de la seva existència perquè de fet podríem veure objectes que es comportaven des d’un punt de vista astrofísic, com els forats negres, però que realment no ho són si no tenen la propietat essencial que els defineix: l’existència d’un horitzó d’esdeveniments tancat que funciona com una membrana que no pot travessar-se només que en una direcció.

El que és cert però, és que els objectes que creiem que són forats negres supermassius creixen en tàndem amb les galàxies que els acullen, ja que en la gran majoria dels casos veiem la mateixa relació de proporcionalitat creixent entre els dos tipus d'astres. Tots dos semblen créixer principalment a través de filaments de matèria freda, segons el paradigma acceptat actualment sobre el seu creixement.

Física relativista del plasma revelada per la radioastronomia

Quan cau prou gas sobre els forats negres supermassius en rotació, es forma un disc de matèria que s’escalfa i s’ionitza, de manera que es produeixen processos complexos de magnetohidrodinàmica relativista en l’espai-temps corbat. Al final, la rotació del forat negre s’acobla amb aquests processos, es produeixen raigs de matèria i la inestabilitat del disc condueix a erupcions. Aquestes erupcions han estat
estudiades durant dècades.

Ens agradaria saber més sobre l’efecte d’aquests dolls i erupcions sobre l’entorn interestel·lar i intergalàctic perquè se sospita que l’activitat dels forats negres té un impacte en la capacitat de les galàxies de produir estrelles. L'activitat dels forats negres supermassius podria provocar l'expulsió del gas de les galàxies, la qual cosa explicaria per què algunes d'elles no han format estrelles noves durant milers de milions d'anys; per la manca de material a utilitzar.


Observat amb un radiotelescopi de baixa freqüència per un equip de científics dirigit per Marisa Brienza de la Universitat de Bolonya, un dels forats negres al centre d’una vintena de galàxies a uns 200 milions d’anys llum de nosaltres ha revelat els efectes dels jets de matèria que recorda els productes de les erupcions volcàniques, és a dir, estructures espectaculars en forma de bolets, anells i filaments. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: MEDIAINAF TV, Marisa Brienza.

Avui continuem estudiant aquestes qüestions i, més generalment, els forats negres supermassius mitjançant radiotelescopis, com en el moment del descobriment dels quàsars. Un article que acaba de publicar-se a Nature Astronomy per un equip internacional d’astrònoms ho demostra; un comunicat de premsa de la Universitat de Bolonya i l'Institut Nacional d'Astrofísica Italià (INAF) també ho il·lustra.

Així, es van mobilitzar els radiotelescopis Lofar (LOw Frequency ARray) per estudiar un grup de vint galàxies situades a uns 200 milions d’anys llum de la Via Làctia i que contenen, com molts cúmuls galàctics, una galàxia gegant central el·líptica. Aquest grup de galàxies s’anomena Nest200047 i, tal com s’explica en el comunicat de premsa de la Universitat de Bolonya, l’estudi realitzat també es va beneficiar d’observacions en el domini tes galàxies. Les pertorbacions de l’entorn intergalàctic també durarien centenars de milions d’anys.

Els astrònoms veuen a l’entorn de Nest200047 bombolles i filaments de plasma de milions d’anys llum, calents i associats a camps magnètics, les estructures dels quals s’assemblen a les produïdes en plomes de cendra i gas injectades a l’ atmosfera de la Terra per algunes erupcions volcàniques.


Clic per engrandir. Els raigs provinents d’erupcions de forats negres produeixen, en xocar amb el
medi intergalàctic, bombolles de plasma i camps magnètics que suren cap a aquest medi des de
la galàxia gegant el·líptica central de Nest200047. Les bombolles es deformen i xoquen
formant estructures toroïdals i filamentàries que recorden les emissions de gas i fum per sobre
de determinats volcans, tal com es mostra al vídeo d’Inaf. Aquesta imatge és una reconstrucció
d’una evolució d’uns 100 milions d’anys aproximadament. Crèdit: M. Brienza/Università di Bologna/Inaf   
 

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo

El Lofar International Telescope (ILT) és un projecte paneuropeu de col·laboració dirigit per ASTRON Netherlands Institute for Radio Astronomy. Combinant milers de receptors dipols simples amb un potent processament de senyal digital i un càlcul d’altes prestacions, Lofar pot controlar ràpidament grans àrees del cel, mirant simultàniament en diverses direccions, i funciona a freqüències de ràdio baixes relativament desconegudes, obrint una nova finestra als astrònoms. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: AstronNL.


Ho he vist aquí.

23/10/2021

El Hubble ofereix una visió primerenca i sense precedents de la destrucció d'una estrella.

Com si es tractés del testimoni d'una mort violenta, el telescopi espacial Hubble de la NASA ha proporcionat recentment als astrònoms una visió completa i sense precedents dels primers moments de la desaparició cataclísmica d'una estrella. Les dades del Hubble, combinades amb altres observacions de l'estrella condemnada realitzades per telescopis espacials i terrestres, poden proporcionar als astrònoms un sistema d'alerta primerenca per altres estrelles a punt d'esclatar.

"Solíem parlar de la feina de les supernoves com si fóssim investigadors de l'escena d'un crim, on apareixíem després del fet i tractàvem d'esbrinar què li havia passat a aquesta estrella", va explicar Ryan Foley, de la Universitat de Califòrnia a Santa Cruz, líder de l'equip que va fer aquest descobriment. "Aquesta és una situació diferent, perquè realment sabem el que està passant i realment veiem la mort en temps real".

Clic per engrandir. Els astrònoms han presenciat recentment l'explosió de la supernova SN 2020 fqv
a l'interior de les galàxies de la Papallona, ​​situades a uns 60 milions d'anys llum de nosaltres a la
constel·lació de Verge. Els investigadors no van trigar a dirigir el telescopi espacial Hubble de la
NASA cap a les seqüeles. Juntament amb altres telescopis espacials i terrestres, el Hubble va
poder assistir als primers moments de la desaparició de la malaguanyada estrella, oferint una visió
completa d'una supernova en la fase més primerenca de la seva explosió. El Hubble va sondejar
el material molt proper a la supernova que va ser expulsat per l'estrella en l'últim any de la seva
vida. Aquestes observacions van permetre als investigadors comprendre el que li passava a l'estrella
just abans que morís, i podrien proporcionar als astrònoms un sistema d'alerta primerenca per
altres estrelles a la vora de la seva mort. Crèdits: NASA, ESA, Ryan Foley (UC Santa Cruz);
Processament d'imatges: Joseph DePasquale (STScI).

Treball en equip amb el telescopi

La supernova, anomenada SN 2020fqv, es troba en les galàxies Papallona que interactuen, situades a uns 60 milions d'anys llum en la constel·lació de Verge. Va ser descoberta a l'abril de 2020 per la Zwicky Transient Facility de l'Observatori Palomar de San Diego, Califòrnia. Els astrònoms es van adonar que la supernova estava sent observada simultàniament pel Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), un satèl·lit de la NASA dissenyat principalment per descobrir exoplanetes, amb capacitat per detectar un assortiment d'altres fenòmens. Ràpidament, van dirigir el Hubble i un conjunt de telescopis terrestres cap a ella.

Junts, aquests observatoris van oferir la primera visió holística d'una estrella a la fase més primerenca de la seva destrucció. El Hubble ha detectat el material proper a l'estrella, anomenat material circumestelar, tot just unes hores després de l'explosió. Aquest material va ser expulsat de l'estrella en l'últim any de la seva vida. Aquestes observacions van permetre als astrònoms comprendre el que li passava a l'estrella just abans de morir.

"Poques vegades arribem a examinar aquest material circumestelar tan proper, ja que només és visible durant un temps molt curt, i normalment no comencem a observar una supernova fins a el menys uns dies després de l'explosió", va explicar Samaporn Tinyanont, autor principal de l'article de l'estudi publicat a Monthly Notices de la Royal Astronomical Society. "En el cas d'aquesta supernova, vam poder fer observacions ultraràpides amb el Hubble, el que va proporcionar una cobertura sense precedents de la regió situada just al costat de l'estrella que va explotar".

Explicar la història de l'estrella

L'equip va examinar les observacions del Hubble de l'estrella que es remunten a la dècada de 1990. El TESS va proporcionar una imatge de sistema cada 30 minuts, des de diversos dies abans de l'explosió, fins a la pròpia explosió i durant diverses setmanes. El Hubble es va utilitzar de nou a partir de només unes hores després que els astrònoms detectessin per primera vegada l'explosió. I a l'estudiar el material circumestelar amb el Hubble, els científics van obtenir una comprensió del que estava succeint al voltant de l'estrella a la dècada anterior. Combinant tota aquesta informació, l'equip va ser capaç de crear una visió de diverses dècades dels últims anys de l'estrella.

Clic per engrandir. Imatge capturada pel Zwicky Transient Facility amb el telescopi Samuel
Oschin de l'Observatiori Palomar a California.

"Ara tenim tota aquesta història sobre el que li passa a l'estrella en els anys anteriors a la seva mort, fins al moment de la mateixa, i després les seqüeles d'aquesta", va dir Foley. "Aquesta és realment la visió més detallada d'estrelles com aquesta en els seus últims moments i de com exploten".

La pedra Rosetta de les supernoves

Tinyanont i Foley han anomenat a SN 2020fqv "la Pedra Rosetta de les supernoves". L'antiga Pedra Rosetta, que té el mateix text inscrit en tres escriptures diferents, va ajudar als experts a aprendre a llegir els jeroglífics egipcis. 

En el cas d'aquesta supernova, l'equip científic va utilitzar tres mètodes diferents per determinar la massa de l'estrella que va explotar. Es tracta de comparar les propietats i l'evolució de la supernova amb els models teòrics; utilitzar la informació d'una imatge d'arxiu del Hubble de 1997 per descartar estrelles de major massa; i utilitzar les observacions per mesurar directament la quantitat d'oxigen en la supernova, que sondeja la massa de l'estrella. Els resultats coincideixen: entre 14 i 15 vegades la massa del Sol. Determinar amb precisió la massa de l'estrella que explota en una supernova és crucial per entendre com viuen i moren les estrelles massives.

"La gent utilitza molt el terme 'pedra de Rosetta'. Però aquesta és la primera vegada que hem pogut verificar la massa amb aquests tres mètodes diferents per a una supernova, i tots ells són consistents", va dir Tinyanont. "Ara podem avançar utilitzant aquests diferents mètodes i combinant-los, perquè hi ha moltes altres supernoves en què tenim masses d'un mètode però no d'una altra".

Un sistema d'alerta ràpida? 

En els anys previs a l'explosió de les estrelles, aquestes tendeixen a tornar-se més actives. Alguns astrònoms assenyalen a la supergegant vermella Betelgeuse, que recentment ha expulsat importants quantitats de material, i es pregunten si aquest estel es convertirà aviat en supernova. Encara que Foley dubta que Betelgeuse vagi a explotar de forma imminent, sí que creu que ens hauríem de prendre seriosament aquests esclats estel·lars.

"Això podria ser un sistema d'alerta", va dir Foley. "Així que si veus que una estrella comença a agitar-se una mica, comença a actuar, llavors potser hauríem de prestar més atenció i tractar d'entendre realment el que està passant allà abans que exploti. A mesura que trobem més i més d'aquestes supernoves amb aquest tipus d'excel·lent de conjunt de dades, podrem entendre millor el que està succeint en els últims anys de la vida d'una estrella".

El telescopi espacial Hubble és un projecte de cooperació internacional entre la NASA i l'ESA (Agència Espacial Europea). El Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA, a Greenbelt (Maryland), gestiona el telescopi. L'Institut Científic de Telescopi Espacial (STScI), a Baltimore (Maryland), realitza les operacions científiques del Hubble. El STScI és operat per la NASA per l'Associació d'Universitats per a la Recerca en Astronomia, a Washington, D.C.



Ho he vist aquí.

20/10/2021

Dossier. 8 La infinitat de la matèria: el buit

El que es coneix directament està acabat. La idea de l’infinit sorgeix tanmateix tan aviat com pensem. Però es pot trobar l’infinit a la natura i a la física que vol representar-la? Està present a l’Univers?

La física quàntica descriu qualsevol substància (material, radiació o interaccions) com un camp quàntic. Les propietats d’aquest objecte el distingeixen d’objectes (partícules o ones) que manipula la física clàssica. Descobrim aquí la infinitat de matèria amb el concepte de buit quàntic.

"En realitat, el principi resideix en l'energia i l'energia no és res més que el principi; l’energia resideix al buit i el buit no és altra cosa que energia". Wang Fuzhi (1619-1692).

Clic per engrandir. La infinitat de la matèria: el buit. Crèdit: ESO, Wikimedia Commons, CC per 4.0

Teoria quàntica de camps i estats

Un camp quàntic s’estén necessàriament per tot l’espai. No té sentit parlar del camp només aquí o allà: ocupa, fonamentalment, la totalitat de l’espai i no es pot concebre que no sigui com a tal. A més, un control es defineix pel seu "estat". Per exemple, pot haver-hi estats de major o menor energia, estats que comprenguin més o menys partícules, estats més o menys ben situats a l’espai, etc.

Novetat fonamental de la teoria dels camps quàntics: en un estat determinat del camp, fins i tot perfectament determinat, el nombre de partícules no sempre es defineix. Això és (entre altres coses) el que prohibeix l’ús sistemàtic d’una descripció purament corpuscular de la matèria. Això reflecteix el fet que la noció de partícula és clàssica i no quàntica.

Estat fonamental o buit quàntic

Entre tots els estats concebibles d’un camp, n’hi ha un (de vegades diversos) a on l’energia és mínima. S'anomena "estat fonamental", o també "buit quàntic", fins i tot si el terme està especialment mal adaptat: aquest estat "buit" és de fet molt diferent a una absència total. La seva energia és mínima, però no necessàriament nul·la.

A més, segons la física quàntica, tot el que es pot observar fluctua, segons les relacions d'incertesa de Heisenberg. Hem de desconfiar-nos d’una interpretació que consistiria a dir que la realitat de les coses fluctua: és el que sembla mesurar (i que es vol interpretar en termes clàssics) el que sembla fluctuar.

El buit no és una excepció a aquesta regla i també fluctua. De vegades s’expressa en forma pictòrica dient que, durant un curt període Δt, és possible “demanar prestada” una quantitat d’energia ΔE per crear partícules. Com més llarg sigui el préstec, més baixa ha de ser l'energia prestada: Δt i ΔE estan lligats per una "relació d'incertesa". Les partícules poden brollar del no-res, gaudir d’una existència fugaç abans de tornar a caure en l’oblit.

El buit; partícules virtuals i estats excitats

Per tant, el buit continua sent la seu d’aquesta activitat incessant, un refugi per a aquesta multitud de partícules que s’allotgen temporalment. Tot i això, aquestes partícules no es poden detectar. Viatjant del buit al buit, es descriuen com a "virtuals". Per tant, el buit no és inert i sense propietats, sinó un ferment bombollant de partícules virtuals que vibren amb energia i vitalitat palpitants.

Al buit, els estats "excitats" s'oposen. I són les excitacions respecte al fonamental les que interpretem en termes de presència de partícules, per exemple electrons, segons la concepció ordinària. Però els antecedents de l’activitat frenètica segueixen presents; de fet, un electró es mou en un mar de partícules virtuals enredades, de totes les espècies: altres electrons, fotons, quarks, leptons, etc. La presència de l’electró pertorba l’activitat del buit i aquesta distorsió actua a canvi del propi electró. Tot plegat complica enormement la descripció quàntica que ha de tenir en compte tots aquests fenòmens.

Transformació d’un fotó en un parell electró-positró

No obstant això, la infinita diversitat d’aquestes interaccions fantasma implica infinites quantitats d’energia. L'exemple més senzill és el de dues partícules, dos electrons per exemple, que intercanvien un fotó. Entre la seva emissió i la seva recepció, aquesta interactua al llarg del camí amb altres partícules abans d’arribar a l’altre electró.

Això pot resultar en la transformació del fotó en un parell electró-positró; els membres d'aquesta nova parella poden al seu torn intercanviar un altre fotó virtual; després destrueixen generant un nou fotó, que aquesta vegada és absorbit per l'electró receptor (vegeu el diagrama de Feynman a continuació).

Diagrama de Feynman. Crèdit: DR

Quan dues partícules (aquí dos electrons que vénen de baix) interactuen, poden fer-ho "simplement", intercanviant un sol fotó (diagrama superior). Però aquest fotó es pot materialitzar per si mateix i desmaterialitzar-se al llarg del camí. Al diagrama inferior, per exemple, crea un parell electró-positró que després recrea el fotó. Si tenim en compte aquesta aventura, la descripció de la interacció dels dos electrons inicials ja no és la mateixa.

De fet, aquesta és només la "primera correcció". De fet, li poden passar al fotó històries molt més complicades que representin correccions d’ordre 2, 3, 4 ... La física quàntica requereix tenir en compte la infinitat d’aquestes correccions per al mínim càlcul. Aquesta dificultat considerable ha conduït a la incorporació de la idea de re-normalització a la física quàntica.

Aquest és només un exemple i la diversitat de possibilitats és infinita. Els intercanvis cada cop més enredats entre diferents tipus de partícules virtuals teixeixen una mena de xarxa; les partícules fantasmes van i vénen, apareixen i desapareixen en un vibrant embolic d'energia.

Com es calcula l’energia d’un electró?

La infinita complexitat d’aquesta situació sembla desafiar la comprensió i el càlcul. Sorgeixen problemes, per exemple, quan s’intenta calcular l’energia d’un electró. El càlcul directe resulta en un valor infinit: en aquest mar agitat per l’activitat del buit, l’electró s’envolta en un vel tremolant d’energia poc localitzada i que s’ha de tenir en compte.

No obstant això, el càlcul mostra que les contribucions de les interaccions que tenen lloc en aquest mantell de partícules virtuals augmenten sense límit a prop de l'electró. Problema greu, ja que significaria que l'única estimació que podem fer de l'energia d'un electró és infinita. Si voldríem admetre-ho, ens desconcertaria immediatament el següent fet: segons la relativitat, l’energia és massa; l’electró tindria, al contrari de l’experiment, una massa infinita.

Per tant, hem de trobar una desviació. Per exemple, podem comparar l’estat del camp amb un electró, ja sigui F1, amb l’estat buit o F0. L'energia de l'electró s'estima com la diferència entre l'energia (infinita) de F1 i la (també infinita) de F0. Cal tenir en compte que també es troba un problema del mateix tipus en la física no quàntica: l’electró, considerat com a partícula puntual pren, en el propi camp que crea, una energia que també és infinita. Si renunciem a considerar-ho com a puntual, tornem a la física quàntica, amb els problemes que acabem de descriure.

Capítol anterior: Matèria: l’infinit, l’extens i el continu
Capítol següent: En preparació


Ho he vist aquí.

18/10/2021

"Brinicle", els dits gelats de la mort: Un exemple de depressió en el punt de congelació

Fa poc recordo (NdT: per l'autor de l'article) un episodi del programa "Frozen Planet" de la BBC en què es mostrava una solució de salmorra superefredada que congelava l'aigua salada de l'oceà immediatament propera. Vaig pensar: "Aquest és un exemple únic de depressió del punt de congelació!". Aquest fenomen es coneix informalment com els Dits Gelats de la Mort perquè la solució de salmorra superefredada que es forma també congela qualsevol vida marina que entri en contacte amb ella, com es pot veure al vídeo de la BBC incrustat a continuació (temps d'execució = ~ 2 minuts).

Clic a les imatges per engrandir. Crèdit: @AlfredRPico, twitter,@BBCEarth

El coneixement dels brinicles, o salmoramell, no és nou. Es coneixen des de la dècada de 1960. Malgrat això, poques vegades s'ha observat la seva formació en temps real. Actualment se sap que aquest fenomen inusual només es produeix en condicions específiques sota el gel marí* flotant en el gèlid Oceà Àrtic i en l'Oceà Antàrtic. A diferència del gel d'aigua dolça, el gel de la superfície de la mar està compost per H2O més una mica de sal, principalment NaCl. Un cristall de gel marí és relativament pur, ja que l'aigua "expulsa" la major part de la sal al congelar-se. L'aigua salada exsudada (= salmorra) té una major concentració de sal (i, per tant, una menor concentració d'aigua) que l'aigua de mar salada que l'envolta i roman en estat líquid a causa de la seva menor temperatura de congelació per la seva alta concentració. La temperatura de congelació de la solució de salmorra és més baixa que la de l'aigua pura o la de l'aigua de mar salada menys concentrada. El gel no és sòlid en tota la seva massa, sinó que té diferents graus de porositat segons la forma i la rapidesa amb que s'hagi format. En una massa porosa de gel marí flotant hi ha canals de salmorra molt concentrats. Quan el gel marí flotant s'esquerda, la densa solució de salmorra sobrerefredada es filtra al seu voltant i s'enfonsa, ja que la solució de salmorra líquida és més densa que l'aigua de mar menys salada que l'envolta. A causa de la seva major densitat, la solució de salmorra sobrerefredada s'enfonsa i, a l'estar a una temperatura més baixa que l'aigua de mar freda que l'envolta, congela l'aigua de mar (i la vida marina) amb la qual entra en contacte. Com la salmorra és més densa que l'aigua de mar salada i, per tant, s'enfonsa, el salmorra creix cap avall. Ocasionalment, un salmorra pot arribar al fons de la mar, com es veu al vídeo. A mesura que el brinicle creix, "atrapa" al seu voltant a diverses criatures que viuen al fons, com els eriçons de mar i les estrelles de mar, tancant-les en una tomba de gel i donant lloc al seu sobrenom informal de Dit Gelat de la Mort.

 Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: @BBCEarth.YouTube

* En aquest post, mar i oceà s'utilitzen indistintament i signifiquen el mateix: aigua salada.

Moltes gràcies a @AlfredRPico per la seva recomanació de l'article original.

Podeu saber-ne més fent un clic aquí.

 

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C33

Clic per engrandir. Crèdits: NASA, ESA, i el Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble
Collaboration; Agraiments: J. Hester (Arizona State University)

Caldwell 33 forma part d'un extens romanent de supernova conegut com la Nebulosa del Vel (o el Bucle del Cigne). Caldwell 33 sol anomenar-se el Vel Oriental, i inclou regions també catalogades com NGC 6992 i NGC 6995. Al costat oposat de la nebulosa del Vel, el Vel Occidental, és Caldwell 34.  

La nebulosa del Vel és la metralla còsmica que va deixar una estrella que va explotar fa diversos milers d'anys. Es troba dins de la nostra pròpia galàxia, a uns 2.000 anys llum, en la constel·lació del Cigne. La nebulosa del Vel té una extensió de 110 anys llum, i cobreix una àrea de cel sis vegades més gran que la que cobreix la lluna plena.

Clic per engrandir. Aquesta imatge, presa amb la Càmera Planetària i de Gran Angular 2 del
Hubble, mostra una altra petita part de Caldwell 33. Els colors indiquen l'emissió de diferents
elements: el blau mostra l'oxigen, el verd el sofre i el vermell l'hidrogen. Crèdits: NASA, ESA i la
Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration; Agraïments: J. Hester (Arizona State University) 

La imatge que encapcala l'article, combina observacions preses amb la Càmera Planetària i de Gran Angular 2 del Hubble el novembre de 1994 i agost de 1997. En aquest petit tros de Caldwell 33, els filaments de gas en forma de corda s'entrellacen i brillen quan les ràpides restes de l'explosió de la supernova es precipiten cap als voltants i creen fronts de xoc. Els filaments més nítids corresponen a una vista de vora d'un front de xoc, mentre que els difusos corresponen a una vista de front. 

Només les estrelles més massives acaben la seva vida en forma de supernova, però aquestes explosions són responsables de la creació de tots els elements químics naturals més pesats que el ferro. Molts elements, com el coure, el mercuri, l'or, el iode i el plom, es van forjar en aquests violents esdeveniments. Els embolcalls en expansió de les restes de supernoves es barregen amb altres materials de la galàxia i es converteixen en la matèria primera de noves generacions d'estrelles i planetes.

Clic per engrandir. Aquesta imatge terrestre mostra a Caldwell 33, amb dos primers plans del
Hubble com requadres. Crèdits: NASA, ESA, la Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble
Collaboration, i el Digitized Sky Survey 2; Agraiments: J. Hester (Arizona State University) i
Davide De Martin (ESA/Hubble)

La nebulosa del Vel és un prototip de romanent de supernova de mitjana edat. És un laboratori ideal per estudiar la física dels romanents de supernova per la seva ubicació sense obstacles en la nostra galàxia, la seva relativa proximitat i la seva gran grandària. Els astrònoms van utilitzar el Hubble per realitzar aquestes observacions del Vel per tal de comprendre millor les formes i els moviments d'aquest i altres restes de supernova. Les observacions del Hubble també han ajudat a precisar la distància i l'edat del Vel.

La nebulosa del Vel va ser descoberta per l'astrònom William Herschel el 1784. Posteriorment el 1904, Williamina Fleming va descobrir una part més tènue de la nebulosa, coneguda com el Triangle de Pickering. La nebulosa del Vel es veu millor a principis de la tardor a l'hemisferi nord (a principis de la primavera a l'hemisferi sud). Al ser un objecte de magnitud 8, la nebulosa no és visible a simple vista, però es pot veure a través d'un telescopi o fins i tot amb prismàtics sota un cel fosc. Un filtre per nebuloses facilitarà l'observació del Vel i ajudarà a ressaltar els trets difusos. 

Clic per engrandir. Aquesta imatge del Hubble enfoca un diminut circell a Caldwell 33, la
nebulosa del Vel Oriental. Comparant aquesta imatge del Hubble presa el 1997 amb una antiga
fotografia terrestre del 1953, els científics van mesurar quant s'ha mogut el front de xoc i van
utilitzar aquesta informació per estimar l'edat de la nebulosa. Crèdit: ESA i Digitized Sky Survey (Caltech)

 

C33 al web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del Hubble del blog